JP2017037912A - Inspecting wafer, and method for using inspecting wafer - Google Patents

Inspecting wafer, and method for using inspecting wafer Download PDF

Info

Publication number
JP2017037912A
JP2017037912A JP2015157185A JP2015157185A JP2017037912A JP 2017037912 A JP2017037912 A JP 2017037912A JP 2015157185 A JP2015157185 A JP 2015157185A JP 2015157185 A JP2015157185 A JP 2015157185A JP 2017037912 A JP2017037912 A JP 2017037912A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inspection
wafer
laser beam
substrate
metal foil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015157185A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
賢史 小林
Masashi Kobayashi
賢史 小林
康弘 新間
Yasuhiro Niima
康弘 新間
俊輔 寺西
Toshisuke Teranishi
俊輔 寺西
信守 生越
Nobumori Ogose
信守 生越
篤 植木
Atsushi Ueki
篤 植木
百合子 里
Yuriko Sato
百合子 里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Abrasive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Abrasive Systems Ltd filed Critical Disco Abrasive Systems Ltd
Priority to JP2015157185A priority Critical patent/JP2017037912A/en
Priority to TW105121237A priority patent/TW201714696A/en
Priority to SG10201605928TA priority patent/SG10201605928TA/en
Priority to KR1020160095542A priority patent/KR20170017728A/en
Priority to US15/220,886 priority patent/US10249547B2/en
Priority to CN201610635971.2A priority patent/CN106449597A/en
Priority to DE102016214566.5A priority patent/DE102016214566A1/en
Publication of JP2017037912A publication Critical patent/JP2017037912A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H01L22/32Additional lead-in metallisation on a device or substrate, e.g. additional pads or pad portions, lines in the scribe line, sacrificed conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/57Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece the laser beam entering a face of the workpiece from which it is transmitted through the workpiece material to work on a different workpiece face, e.g. for effecting removal, fusion splicing, modifying or reforming
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/22Connection or disconnection of sub-entities or redundant parts of a device in response to a measurement

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspecting wafer that is able to easily inspect the influence of a leak of laser beam according to conditions for emitting the laser beam in a laser processing device, and to provide a method using the inspecting wafer.SOLUTION: An inspecting wafer is provided for inspecting the influence of a leak of laser beam in a laser processing device that forms a modified layer along a dividing schedule line in a substrate by emitting a laser beam of wavelength transmissive through the substrate, the inspecting wafer comprising a metal foil layered on the surface side of the substrate for inspection. A method for using the inspecting wafer is also provided, which comprises at least a modified-layer formation step in which a modified layer is formed within the inspecting wafer, and a damage detection step in which damage to the metal foil is detected.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、基板の分割予定ラインに沿った内部に改質層を形成するレーザー加工装置の、レーザー光線の漏れ光による影響を検査するための検査用ウエーハ、および該検査用ウエーハの使用方法に関する。   The present invention relates to a wafer for inspection for inspecting the influence of leakage light of a laser beam in a laser processing apparatus for forming a modified layer inside a division line of a substrate, and a method of using the wafer for inspection.

IC、LSI、LED、MEMS、CMOS等のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハは、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、このように分割された半導体デバイスはパッケージングされて、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。   Wafers formed on the surface where devices such as IC, LSI, LED, MEMS, CMOS, etc. are partitioned by dividing lines are divided into individual devices by a laser processing apparatus, and the semiconductor devices thus divided are packaged. It is used for electric devices such as mobile phones and personal computers.

上記したレーザー加工装置は、一例として、ウエーハを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を分割予定ラインの内部に位置付けて照射し、改質層を形成するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、から概ね構成されており、ウエーハを個々のデバイスに分割するための起点を高精度に形成することが知られている(例えば、特許文献1を参照)。   As an example, the laser processing apparatus described above irradiates the holding means for holding the wafer, and the focusing point of the laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer held by the holding means is positioned inside the planned dividing line. The laser beam irradiating means for forming the modified layer, and the feeding means for relatively processing and feeding the holding means and the laser beam irradiating means, and for dividing the wafer into individual devices. It is known that the starting point is formed with high accuracy (see, for example, Patent Document 1).

また、上記のようなレーザー加工装置により分割される個々のデバイスは、基板の表面に機能層が積層されて構成されることから、レーザー光線の集光点は、ウエーハの裏面側から該ウエーハの内部の所定の深さ位置に位置付けて照射する必要があるが、該改質層の形成に寄与しなかったレーザー光線が漏れ光となり、レーザー光線の照射条件や、当該漏れ光が透過する角度によっては表面側に形成されたデバイスを損傷する虞があることが知られている(例えば、特許文献2を参照)。   In addition, since each device divided by the laser processing apparatus as described above is configured by laminating functional layers on the surface of the substrate, the condensing point of the laser beam is from the back side of the wafer to the inside of the wafer. However, the laser beam that did not contribute to the formation of the modified layer becomes leakage light, and depending on the irradiation condition of the laser beam and the angle through which the leakage light passes, the surface side It is known that there is a possibility of damaging a device formed on the substrate (for example, see Patent Document 2).

特許第3408805号公報Japanese Patent No. 3408805 特開2015−085376号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-085376

本願の発明者がレーザー加工装置におけるレーザー加工時のデバイスの損傷の原因についてさらに鋭意検討した結果、レーザー加工装置においてウエーハに対して照射されたレーザー光線のうち、単にウエーハ内を透過し、表面側に到達したレーザー光線の一部がデバイスの損傷を生じさせるのみならず、該レーザー光線が改質層又は改質層の周辺に生成されたクラックによって予期せぬ方向に反射、屈折、散乱し、該レーザー光線の集光点の直下方向に存在する分割予定ラインに沿った領域の外、すなわち、機能層が積層されることにより形成されたデバイスが配設された領域に、該レーザー光線が飛散し、当該飛散したレーザー光(以下「飛散光」ともいう。)により、該デバイスの一部、例えば、配線層が損傷するという問題があることが判明した。   As a result of further diligent investigation by the inventors of the present application on the cause of damage to the device during laser processing in the laser processing apparatus, the laser beam irradiated to the wafer in the laser processing apparatus simply passes through the wafer and is on the surface side. Not only does a part of the laser beam that reaches the device cause damage to the device, but the laser beam is reflected, refracted, or scattered in an unexpected direction by a crack generated around the modified layer or the modified layer. The laser beam is scattered outside the region along the planned dividing line that exists in the direction directly below the condensing point, that is, the region where the device formed by stacking the functional layers is disposed. There is a problem that a part of the device, for example, a wiring layer may be damaged by laser light (hereinafter also referred to as “scattered light”). There was found.

さらに、レーザー加工装置において、上記したようなデバイスの品質低下を生じさせないように該加工を実行するためには、被加工物であるウエーハの材質、厚さ等に応じて、レーザー光線をどのような照射条件で照射した場合に、デバイスを形成する機能層に対してどの程度影響があるのか、を検証する必要がある。   Further, in the laser processing apparatus, in order to perform the processing so as not to cause the above-described deterioration in the quality of the device, the laser beam is changed according to the material, thickness, etc. of the wafer as the workpiece. It is necessary to verify how much influence is exerted on the functional layer forming the device when irradiated under irradiation conditions.

しかし、ウエーハに形成されたデバイスの損傷は被加工物であるウエーハ内部で起こることから、実際の被加工物であるウエーハを使用して該影響を検証しようとしても、その外観からは破壊の状態を確認することが容易ではなく、該ウエーハの表面側に積層された機能層の一部を破壊するようなレーザー加工の条件を回避しながらレーザー加工装置の種々の条件を設定することが困難であるという問題がある。   However, since the damage of the device formed on the wafer occurs inside the wafer that is the workpiece, even if you try to verify the effect using the wafer that is the actual workpiece, the appearance of the device is broken. It is not easy to confirm the conditions, and it is difficult to set various conditions of the laser processing apparatus while avoiding the conditions of laser processing that destroys a part of the functional layer laminated on the surface side of the wafer. There is a problem that there is.

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ウエーハの裏面から該ウエーハを構成する基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して該基板の分割予定ラインに沿った内部に改質層を形成するレーザー加工装置において、レーザー加工装置におけるレーザー光線の照射条件に応じて、該レーザー光線の漏れ光による影響を容易に検証することが可能な検査用ウエーハ、および該検査用ウエーハの使用方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is to divide the substrate by irradiating a laser beam having a wavelength that is transmissive to the substrate constituting the wafer from the back surface of the wafer. In a laser processing apparatus for forming a modified layer in the interior along a line, an inspection wafer capable of easily verifying the influence of leakage light of the laser beam according to the irradiation condition of the laser beam in the laser processing apparatus, and The object is to provide a method of using the inspection wafer.

なお、本発明における「漏れ光」とは、ウエーハの裏面から該ウエーハを構成する基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して該基板の分割予定ラインに沿った内部に改質層を形成するレーザー加工装置において、該照射されたレーザー光線のうち、該ウエーハの内部に設定される集光点近傍に形成される改質層の形成に寄与せずに、該ウエーハの表面側に透過するレーザー光を含み、例えば、改質層の直下であって、該改質層が形成される分割予定ラインに沿った領域に到達するレーザー光、および、該改質層又は改質層の周辺に形成されるクラック等で反射、屈折、散乱して、前記分割予定ラインに沿った領域以外の領域に到達する飛散光を少なくとも含む。   The “leakage light” in the present invention refers to a modified layer in the interior of the substrate along the planned division line by irradiating a laser beam having a wavelength that is transmissive to the substrate constituting the wafer from the back surface of the wafer. In the laser processing apparatus for forming a laser beam, the irradiated laser beam is transmitted to the surface side of the wafer without contributing to the formation of a modified layer formed in the vicinity of the condensing point set inside the wafer. For example, a laser beam that reaches a region immediately below the modified layer and along a planned division line on which the modified layer is formed, and the periphery of the modified layer or the modified layer At least scattered light that is reflected, refracted, and scattered by cracks and the like that reach the region other than the region along the planned dividing line.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハの裏面から該ウエーハを構成する基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して該基板の分割予定ラインに沿った内部に改質層を形成するレーザー加工装置の、該レーザー光線の漏れ光による影響を検査するための検査用ウエーハであって、検査用基板の表面側に金属箔が積層された検査用ウエーハが提供される。   In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, a plurality of devices having a wavelength having transparency to the substrate constituting the wafer from the back surface of the wafer formed on the surface partitioned by the division lines. An inspection wafer for inspecting the influence of leakage light of the laser beam of a laser processing apparatus for irradiating a laser beam to form a modified layer inside the substrate along a planned division line, An inspection wafer in which a metal foil is laminated on the surface side is provided.

該検査用基板の表面には、Ti、またはCrからなる下地層を積層し、該下地層に重ねて、Al、Sn、Pt、Au、Ag、In、Pb、Cuのうちいずれかの金属箔が積層されることができる。   A base layer made of Ti or Cr is laminated on the surface of the inspection substrate, and a metal foil of any one of Al, Sn, Pt, Au, Ag, In, Pb, and Cu is stacked on the base layer. Can be stacked.

該検査用基板は、Si、SiC、Al、GaNのいずれかで形成されることができる。 The inspection substrate can be formed of any one of Si, SiC, Al 2 O 3 and GaN.

該検査用基板の表面側に積層される金属箔は、ドット状、格子状、短冊状、縞模様状、あるいは全面に形成されるいずれかの形態を含むことができる。   The metal foil laminated on the surface side of the inspection substrate can include a dot shape, a lattice shape, a strip shape, a stripe pattern shape, or any form formed on the entire surface.

該金属箔の表面に酸化防止膜が被覆されることが好ましく、該酸化防止膜は、SiO、TiO、Ta、PET、のいずれかで形成されることができる。 The surface of the metal foil is preferably covered with an antioxidant film, and the antioxidant film can be formed of any one of SiO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , and PET.

また、本発明によれば、該検査用ウエーハの裏面から該検査用基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該検査用基板の内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、該検査用ウエーハの表面を観察し、金属箔のダメージを検出するダメージ検出工程と、を含む、検査用ウエーハの使用方法が提供され、レーザー光線の波長、平均出力、繰り返し周波数、パルス幅、集光レンズの開口数、集光点の位置、相対的な加工送り速度、の少なくともいずれかの加工条件を調整する加工条件調整工程が含まれる検査用ウエーハの使用方法が提供される。   Further, according to the present invention, the modified layer is formed by irradiating a condensing point of a laser beam having a wavelength transmissive to the inspection substrate from the back surface of the inspection wafer. There is provided a method for using an inspection wafer, including a modified layer forming step to be formed, and a damage detection step for observing the surface of the inspection wafer and detecting damage to the metal foil. A method for using an inspection wafer, which includes a machining condition adjusting step for adjusting at least one of a machining frequency, a repetition frequency, a pulse width, a numerical aperture of a condenser lens, a position of a condenser point, and a relative machining feed rate Is provided.

本発明において、レーザー光線の漏れ光による影響を検査するための、検査用基板の表面に金属箔が積層された検査用ウエーハ、および該検査用ウエーハの使用方法が提供されることにより、実際に使用する加工条件で該検査用のウエーハの裏面から基板に対してレーザー光線を照射し、表面に形成した金属箔上に生じる溶融ダメージの有無、大きさを確認することにより、改質層の形成に使用されない漏れ光が発生してウエーハの表面に対して機能層を破壊するような影響がある加工条件を容易に把握することができ、さらに、本発明の検査用ウエーハを使用する方法を実行することで、ウエーハ内部に良好に改質層を形成しつつ、デバイスの品質を低下させるような漏れ光が発生しない加工条件に容易に調整することができる、という作用効果を奏する。   In the present invention, an inspection wafer in which a metal foil is laminated on the surface of an inspection substrate for inspecting the influence of leakage light of a laser beam, and a method for using the inspection wafer are provided. Used to form a modified layer by irradiating the substrate with a laser beam from the back side of the inspection wafer under processing conditions and confirming the presence and size of the melt damage that occurs on the metal foil formed on the surface. It is possible to easily grasp the processing conditions that have an effect of destroying the functional layer on the surface of the wafer due to generation of leaked light, and to execute the method using the inspection wafer of the present invention Therefore, it is possible to easily adjust the processing conditions so as not to generate leaked light that deteriorates the quality of the device while forming a modified layer inside the wafer. An effect.

本発明の検査用ウエーハを使用する方法にて使用されるレーザー加工装置の斜視図。The perspective view of the laser processing apparatus used with the method of using the wafer for a test | inspection of this invention. 本発明に従って構成された検査用ウエーハ。An inspection wafer constructed in accordance with the present invention. 図2に示す検査用ウエーハのA部拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of part A of the inspection wafer shown in FIG. 2. 図1にて図2に示す検査用ウエーハに対して改質層形成工程を実施した状態を示す図。The figure which shows the state which implemented the modified layer formation process with respect to the inspection wafer shown in FIG. 1 in FIG. 図4にて実施した改質層形成工程により検査用ウエーハに生じたダメージを示す図。The figure which shows the damage which arose to the inspection wafer by the modified layer formation process implemented in FIG.

図1には、本発明により提供される検査用ウエーハの使用方法が実行可能なレーザー加工装置の斜視図が示されている。図1に示すレーザー加工装置1は、静止基台2と、該静止基台2に矢印Xで示すX軸方向(加工送り方向)に移動可能に配設され被加工物を保持するための保持テーブル機構3と、静止基台2上に配設されたレーザー光線照射手段としてのレーザー光線照射ユニット4とを備えている。   FIG. 1 is a perspective view of a laser processing apparatus capable of executing the method of using an inspection wafer provided by the present invention. A laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is provided with a stationary base 2 and a holder for holding a workpiece that is disposed on the stationary base 2 so as to be movable in the X-axis direction (machining feed direction) indicated by an arrow X. A table mechanism 3 and a laser beam irradiation unit 4 as a laser beam irradiation means disposed on the stationary base 2 are provided.

上記保持テーブル機構3は、静止基台2上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上にX軸方向に移動可能に配設された第1の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上にX軸方向と直交する矢印Yで示すY軸方向(割り出し送り方向)に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2滑動ブロック33上に円筒形状からなり内部にパルスモータを備えることにより回転可能に構成された保持テーブル34とを備え、保持テーブル34上には、チャックテーブル37が備えられている。図1に示されたレーザー加工装置では、該チャックテーブル37上に被加工物である表面にデバイスが形成された半導体ウエーハ、あるいは本発明により形成される検査用ウエーハ10が載置される。   The holding table mechanism 3 is arranged on a stationary base 2 in parallel with a pair of guide rails 31, 31 arranged along the X-axis direction, and on the guide rails 31, 31 so as to be movable in the X-axis direction. A first slide block 32 provided, and a second slide arranged on the first slide block 32 so as to be movable in the Y-axis direction (index feed direction) indicated by an arrow Y orthogonal to the X-axis direction. A block 33 and a holding table 34 having a cylindrical shape on the second sliding block 33 and configured to be rotatable by providing a pulse motor therein are provided. A chuck table 37 is provided on the holding table 34. ing. In the laser processing apparatus shown in FIG. 1, a semiconductor wafer in which a device is formed on the surface to be processed, or an inspection wafer 10 formed according to the present invention is placed on the chuck table 37.

上記第1の滑動ブロック32は、下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、上面にY軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。図示の保持テーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿ってX軸方向に加工送りする加工送り手段を構成するX軸方向移動手段35を備えている。X軸方向移動手段35は、上記一対の案内レール31と31との間に平行に配設された雄ネジロッド351と、該雄ネジロッド351を回転駆動させるためのパルスモータ352等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド351は、その一端が上記静止基台2に固定された軸受ブロック353に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ352の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド351は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ352によって雄ネジロッド351を正転および逆転駆動することにより、第1の滑動ブロック32は案内レール31、31に沿ってX軸方向に移動させられる。   The first sliding block 32 is provided with a pair of guided grooves 321 and 321 fitted to the pair of guide rails 31 and 31 on the lower surface, and is formed on the upper surface in parallel along the Y-axis direction. A pair of guide rails 322 and 322 are provided. The first sliding block 32 configured in this manner moves in the X-axis direction along the pair of guide rails 31, 31 when the guided grooves 321, 321 are fitted into the pair of guide rails 31, 31. Configured to be possible. The illustrated holding table mechanism 3 includes an X-axis direction moving means 35 that constitutes a processing feed means for processing and feeding the first sliding block 32 along the pair of guide rails 31 and 31 in the X-axis direction. The X-axis direction moving means 35 includes a male screw rod 351 disposed in parallel between the pair of guide rails 31 and 31, and a drive source such as a pulse motor 352 for rotationally driving the male screw rod 351. It is out. One end of the male screw rod 351 is rotatably supported by a bearing block 353 fixed to the stationary base 2, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 352 by transmission. The male screw rod 351 is screwed into a penetrating female screw hole formed in a female screw block (not shown) provided on the lower surface of the central portion of the first sliding block 32. Therefore, when the male screw rod 351 is driven to rotate forward and backward by the pulse motor 352, the first sliding block 32 is moved along the guide rails 31 and 31 in the X-axis direction.

上記第2の滑動ブロック33は、下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、上記X軸と直交するY軸方向に移動可能に構成されている。図示の保持テーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1に滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿って移動させるための割り出し送り手段を構成するY軸方向移動手段36を備えている。Y軸方向移動手段36は、上記一対の案内レール322、322との間に平行に配設された雄ネジロッド361と、該雄ネジロッド361を回転駆動するためのパルスモータ362等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド361は、一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受けブロック363に回転自在に支持されており、他端が上記パルスモータ362の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド361は、第2の滑動ブロック33の中央下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合された雄ネジロッド361を正転及び逆転させることにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿ってY軸方向に移動させられる。   The second sliding block 33 is provided with a pair of guided grooves 331 and 331 which are fitted to a pair of guide rails 322 and 322 provided on the upper surface of the first sliding block 32 on the lower surface. By fitting the guided grooves 331 and 331 to a pair of guide rails 322 and 322, the guide grooves 331 and 331 are configured to be movable in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis. The illustrated holding table mechanism 3 includes a Y-axis direction moving means that constitutes an index feeding means for moving the second sliding block 33 along a pair of guide rails 322 and 322 provided in the sliding block 32 first. 36. The Y-axis direction moving means 36 includes a male screw rod 361 disposed in parallel between the pair of guide rails 322 and 322, and a drive source such as a pulse motor 362 for rotationally driving the male screw rod 361. It is out. One end of the male screw rod 361 is rotatably supported by a bearing block 363 fixed to the upper surface of the first sliding block 32, and the other end is connected to the output shaft of the pulse motor 362. The male screw rod 361 rotates the male screw rod 361 forwardly and reversely, which is screwed into a through female screw hole formed in a female screw block (not shown) that protrudes from the center lower surface of the second sliding block 33. Thus, the second sliding block 33 is moved along the guide rails 322 and 322 in the Y-axis direction.

上記第1の滑動ブロック、第2の滑動ブロックは、それぞれ図示しないX軸方向位置を検出するX軸方向位置検出手段、Y軸方向位置を検出するY軸方向位置検出手段を備えており、後述する制御手段により、検出された各第1、第2の滑動ブロックの位置に基づいて、上記各駆動源に対して駆動信号を発信し、所望の位置に保持テーブル34を制御することが可能となっている。   Each of the first sliding block and the second sliding block includes an X-axis direction position detection unit that detects an X-axis direction position and a Y-axis direction position detection unit that detects a Y-axis direction position, which are not shown. Based on the detected positions of the first and second sliding blocks, it is possible to transmit a driving signal to each of the driving sources and control the holding table 34 to a desired position. It has become.

上記レーザー光線ユニット4は、上記静止基台2上に配設された支持部材41と、該支持部材41によって支持された実質上水平に延出するケーシング42と、該ケーシング42に配設されたレーザー光線照射手段5と、該ケーシング42の前端部に配設されレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段6を備えている。なお、撮像手段6は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕える光学系と、該光学系によって捕えられた像を撮像する撮像素子(CCD)等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。   The laser beam unit 4 includes a support member 41 disposed on the stationary base 2, a substantially horizontally extending casing 42 supported by the support member 41, and a laser beam disposed on the casing 42. Irradiation means 5 and imaging means 6 that is disposed at the front end portion of the casing 42 and detects a processing region to be laser processed are provided. The imaging unit 6 includes an illuminating unit that illuminates the workpiece, an optical system that captures an area illuminated by the illuminating unit, and an imaging device (CCD) that captures an image captured by the optical system. Then, the captured image signal is sent to a control means (not shown).

上記レーザー光線照射手段5は、ケーシング42内部に収納されたパルスレーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光し、チャックテーブル37上に保持された被加工物に照射する集光器を備えている。図示は省略するが、ケーシング42内のパルスレーザー光線発振手段は、パルスレーザー光線の出力調整手段、パルスレーザー光線発振器、これに付設された繰り返し周波数設定手段等から構成され、該パルスレーザー光線の集光点位置を、保持テーブルの上面である保持面に対して垂直な方向に調整可能なように制御される。   The laser beam irradiating means 5 is provided with a condenser for condensing the laser beam oscillated from the pulsed laser beam oscillating means housed in the casing 42 and irradiating the workpiece held on the chuck table 37. Although not shown, the pulse laser beam oscillating means in the casing 42 is composed of a pulse laser beam output adjusting means, a pulse laser beam oscillator, a repetition frequency setting means attached thereto, and the like. The holding table is controlled so that it can be adjusted in a direction perpendicular to the holding surface.

図示のレーザー加工装置1は、図示しない制御手段を備えている。該制御手段は、コンピュータにより構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置と、制御プログラムを格納するリードオンリメモリ(ROM)と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)と、入力、出力インターフェースとを備えている。該制御手段の入力インターフェースには、上記したX軸方向位置検出手段、Y軸方向位置検出手段、撮像手段6等からの検出信号が入力され、出力インターフェースからは、上記X軸方向移動手段、Y軸方向移動手段、パルスレーザー光線の集光点位置制御手段、パルスレーザー光線の出力制御手段等に制御信号を出力する。   The illustrated laser processing apparatus 1 includes control means (not shown). The control means is constituted by a computer, and includes a central processing unit that performs arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) that stores a control program, and a readable / writable random access memory (RAM) that stores arithmetic results and the like. ) And an input / output interface. Detection signals from the X-axis direction position detection means, the Y-axis direction position detection means, the imaging means 6 and the like are input to the input interface of the control means, and the X-axis direction movement means, Y, and the like are input from the output interface. A control signal is output to the axial direction moving means, the focused point position control means for the pulse laser beam, the output control means for the pulse laser beam, and the like.

そして、当該レーザー加工装置では、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウエーハの裏面から、該制御手段に予め記憶された分割予定ラインに従ってレーザー光線を照射してウエーハ上の複数のデバイスを個々に分割するための改質層を形成すべく、レーザー加工時におけるレーザー光線の照射条件、例えば、レーザー光線の波長、平均出力、繰り返し周波数、パルス幅、集光レンズの開口数(NA)、集光点の位置、レーザー光線照射手段と保持テーブルとの間における相対的な加工送り速度等を自由に設定することが可能になっている。   In the laser processing apparatus, a plurality of devices on the wafer are irradiated by irradiating a laser beam from the back surface of the wafer formed on the surface by dividing the plurality of devices in accordance with the division lines stored in advance in the control means. In order to form a modified layer to divide each device, the laser beam irradiation conditions during laser processing, such as the wavelength of the laser beam, the average output, the repetition frequency, the pulse width, the numerical aperture (NA) of the condenser lens The position of the condensing point, the relative processing feed speed between the laser beam irradiation means and the holding table can be freely set.

ここで、上記したレーザー加工装置において使用されるレーザー光線の照射条件、あるいは加工送り速度等の加工条件は、使用する半導体ウエーハの素材や、厚み、あるいは表面に形成されるデバイスとデバイスとの間の分割予定ラインの幅等と、過去の加工実績において使用してきた加工条件等を考慮して設定される。しかし、改質層をより確実に形成することが可能になるレーザー加工条件は、他方で、漏れ光の影響により分割後のデバイスの品質を低下させる加工条件となり得るため、新しいウエーハを使用する場合や新たな加工条件を採用するに当たり、採用しようとしている加工条件がデバイスの品質を低下させるような加工条件であるか否かを検証したうえで加工条件の調整を行う必要がある。そこで、本発明により提供される、レーザー加工装置における加工条件の適否を検査するのに好適な検査用ウエーハ、および当該検査用ウエーハの使用方法について、以下に詳細に説明する。   Here, the irradiation conditions of the laser beam used in the laser processing apparatus described above, or the processing conditions such as the processing feed rate, are the material and thickness of the semiconductor wafer to be used, or between the devices formed on the surface. It is set in consideration of the width of the planned division line and the machining conditions used in the past machining results. However, the laser processing conditions that allow the modified layer to be formed more reliably, on the other hand, can be processing conditions that degrade the quality of the device after splitting due to the influence of leakage light, so when using a new wafer In adopting new processing conditions, it is necessary to adjust the processing conditions after verifying whether or not the processing conditions to be employed are processing conditions that reduce the quality of the device. Accordingly, an inspection wafer suitable for inspecting the suitability of processing conditions in a laser processing apparatus provided by the present invention and a method of using the inspection wafer will be described in detail below.

図2(a)には、本発明により提供される検査用ウエーハWを構成する表面10a、裏面10bからなる検査用基板10が示されている。当該検査用基板10は種々の材料を選択することが可能であるが、想定される被加工物となるウエーハと同一の材料を選択して構成すべきであり、例えば、検証しようとしているウエーハの基板がSiであるならば、同一のSiが選択され、検査用基板10の厚み等も検証しようとするウエーハと同一に調整される。検査用基板10として採用される材質としては、上記Siの他に、SiC、Al、GaN等が想定される。 FIG. 2A shows an inspection substrate 10 composed of a front surface 10a and a back surface 10b constituting the inspection wafer W provided by the present invention. The inspection substrate 10 can be selected from various materials, but should be configured by selecting the same material as that of the wafer that is supposed to be processed, for example, the wafer to be verified. If the substrate is Si, the same Si is selected, and the thickness of the inspection substrate 10 is adjusted to be the same as that of the wafer to be verified. In addition to the above Si, SiC, Al 2 O 3 , GaN or the like is assumed as a material adopted as the inspection substrate 10.

図2(b)に示すように、検査用基板10の表面全面に下地層11を蒸着により形成する。当該下地層の素材としては、代表的にはTi、Crを選択することができる。また、蒸着手段としては、周知のイオンプレーティングを選択することができるが、スパッタリングなど公知の他の方法も選択できる。なお、当該下地層11は、後述する漏れ光による影響を検証するために必要な金属箔を、該検査用基板10に良好に蒸着させるために設けられるためのものであり、該検査用基板10に直接金属箔層を形成可能であれば省略することも可能である。このような下地層11の厚さは50nm〜500nmの範囲で適宜選択されることが好ましい。   As shown in FIG. 2B, a base layer 11 is formed on the entire surface of the inspection substrate 10 by vapor deposition. Typically, Ti or Cr can be selected as the material for the underlayer. As the vapor deposition means, a known ion plating can be selected, but other known methods such as sputtering can also be selected. The underlayer 11 is provided for satisfactorily depositing a metal foil necessary for verifying the influence of leakage light, which will be described later, on the inspection substrate 10. If the metal foil layer can be directly formed, it can be omitted. The thickness of the underlayer 11 is preferably selected as appropriate in the range of 50 nm to 500 nm.

図2(c)に示すように、前記下地層11上の全面に金属箔12としてSnを蒸着させる(図3(a)も参照)。なお、当該金属箔12の素材としては、該Snの他に、Al、Pt、Au、Ag、In、Pb、Cu等を選択することができる。また、該金属箔12の厚さも下地層11と同様に50nm〜500nmの範囲で適宜選択されることが好ましい。なお、当該金属箔に使用される材料は、想定している実際の被加工物となるウエーハに形成された半導体デバイスに使用されている配線層に使用されている金属の融点を考慮して決定する。すなわち、当該金属箔12が、検証しようとしている半導体ウエーハのデバイスの代替となるのであり、実際にデバイスが形成される必要がない。   As shown in FIG. 2C, Sn is deposited as a metal foil 12 on the entire surface of the base layer 11 (see also FIG. 3A). As the material of the metal foil 12, in addition to Sn, Al, Pt, Au, Ag, In, Pb, Cu, or the like can be selected. Moreover, it is preferable that the thickness of the metal foil 12 is appropriately selected within the range of 50 nm to 500 nm as in the case of the base layer 11. The material used for the metal foil is determined in consideration of the melting point of the metal used in the wiring layer used in the semiconductor device formed on the wafer that is the actual workpiece to be assumed. To do. That is, the metal foil 12 is an alternative to the semiconductor wafer device to be verified, and it is not necessary to actually form the device.

例えば、一般的な半導体デバイスの配線層の素材として多く採用されている配線はAlであり、当該Alの融点は約660℃であるから、当該Al配線が採用されたウエーハの配線部分の損傷を検証するのであれば、Alの融点と同等、あるいはそれよりも低い融点である金属を採用するのが好ましく、上記実施例では融点が220℃であるSnが採用されており、220℃以上の熱負荷がかかった場合に、当該金属箔12上に溶融変化が起こり、検証時のレーザー加工条件によりデバイスに損傷を受ける可能性があるか否かを判定することができるのである。その点について、さらに詳細に説明する。   For example, a wiring that is often used as a material for a wiring layer of a general semiconductor device is Al, and the melting point of the Al is about 660 ° C. Therefore, the wiring portion of a wafer in which the Al wiring is used is damaged. For verification, it is preferable to use a metal having a melting point equal to or lower than the melting point of Al. In the above examples, Sn having a melting point of 220 ° C. is used, and a heat of 220 ° C. or higher. When a load is applied, it is possible to determine whether or not a melting change occurs on the metal foil 12 and the device may be damaged depending on the laser processing conditions at the time of verification. This point will be described in more detail.

図4(a)に示すように、検査用ウエーハWに対し、図1に示したレーザー加工装置1により、想定している半導体ウエーハと同様のレーザー加工条件にて改質層を形成する(改質層形成工程)。より具体的には、レーザー光線照射手段5によりレーザー光線を照射しながら、検査用ウエーハWが載置されたチャックテーブル37を備えた保持テーブル34をX軸方向へ移動させる加工送り手段と、分割予定ラインの幅間隔でY軸方向へ移動させる割り出し送り手段とにより、X軸方向の分割予定ラインに沿った複数の改質層の形成を検査用ウエーハの一端から他端まで実行する。改質層の形成を検査用ウエーハの一端から他端まで実行した後、保持テーブル34を90度回転し、既に形成した分割予定ラインに沿った改質層に直交する方向の改質層を上記と同様の手順に従い形成する。   As shown in FIG. 4A, a modified layer is formed on the inspection wafer W by the laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1 under the same laser processing conditions as the assumed semiconductor wafer (modified). Quality layer forming step). More specifically, a processing feed means for moving the holding table 34 including the chuck table 37 on which the inspection wafer W is placed while irradiating the laser beam by the laser beam irradiating means 5 in the X-axis direction; A plurality of modified layers are formed from one end to the other end of the inspection wafer along the planned dividing line in the X-axis direction by the indexing feeding means that moves in the Y-axis direction at intervals of the width of. After the formation of the modified layer is performed from one end of the inspection wafer to the other end, the holding table 34 is rotated by 90 degrees, and the modified layer in the direction perpendicular to the modified layer along the already scheduled division line is According to the same procedure as above.

なお、上記改質層形成工程における加工条件は、例えば、次のように設定されている。
レーザー光線の波長 :1064nm
繰り返し周波数 :50kHz
パルス幅 :10ps
平均出力 :0.5W
スポット径 :φ1μm
集光レンズの開口数(NA) :0.85
加工送り速度 :100nm/秒
The processing conditions in the modified layer forming step are set as follows, for example.
Laser beam wavelength: 1064 nm
Repetition frequency: 50 kHz
Pulse width: 10 ps
Average output: 0.5W
Spot diameter: φ1μm
Numerical aperture (NA) of condenser lens: 0.85
Processing feed rate: 100 nm / second

当該改質層を形成する際における漏れ光の影響について図4(b)に基づき説明する。
図に示すように、レーザー光線照射手段5により照射されたレーザー光線は検査用ウエーハの基板の内部にその集光点が設定されており、集光点近傍に改質層が形成される。この際、必ずしもレーザー光線のエネルギーすべてが改質層を形成するとは限らず、その一部がチャックテーブル37上で下面に位置付けられる表面側の集光点直下の領域に漏れ光として到達する場合があり(図中D1を参照)、この漏れ光として表面側に到達したレーザー光線の条件によっては、該表面側部分において吸収され発熱の原因となる。そして、当該発熱量が大きい場合は、検査用ウエーハの金属箔12の該レーザー光線の漏れ光が到達した部位が溶融することになる。この時に溶融する温度条件は、金属箔12を構成する金属の種類、模様、厚さに応じて変化する。
The influence of leakage light when forming the modified layer will be described with reference to FIG.
As shown in the figure, the condensing point of the laser beam irradiated by the laser beam irradiating means 5 is set inside the substrate of the inspection wafer, and a modified layer is formed in the vicinity of the condensing point. At this time, not all of the energy of the laser beam necessarily forms the modified layer, and a part of the energy may reach the area immediately below the condensing point on the surface side positioned on the lower surface on the chuck table 37 as leakage light. (Refer to D1 in the figure) Depending on the conditions of the laser beam that has reached the surface side as this leaked light, it is absorbed at the surface side portion and causes heat generation. And when the said emitted-heat amount is large, the site | part which the leaked light of the said laser beam reached | attained on the metal foil 12 of the wafer for a test | inspection will fuse | melt. The temperature conditions for melting at this time vary depending on the type, pattern and thickness of the metal constituting the metal foil 12.

また、加工送り方向と直交する方向にすでに改質層が形成されている場合(図4(b)中のP点を参照)、加工送り手段により照射されたレーザー光線がすでに形成された改質層Pを横切る際に、該改質層Pが形成される際に発生した基板内部のクラック、あるいは該改質層Pそのものに反射し(あるいは屈折、散乱し)、反射したレーザー光線が予期しない方向に飛散光として透過し表面側に到達する場合がある(図中D2を参照)。そして、上記D1と同様に、飛散光として表面側に到達したレーザー光線の条件によっては、該表面側部分において吸収され発熱の原因となり、当該発熱量が大きい場合は、検査用ウエーハの金属箔12の該レーザー光線の飛散光が到達した部位が溶融することになるのである。   Further, when the modified layer is already formed in the direction orthogonal to the processing feed direction (see point P in FIG. 4B), the modified layer on which the laser beam irradiated by the processing feed means has already been formed. When crossing P, a crack in the substrate generated when the modified layer P is formed, or reflected (or refracted or scattered) in the modified layer P itself, and the reflected laser beam is in an unexpected direction. In some cases, the light is transmitted as scattered light and reaches the surface side (see D2 in the figure). As in the case of D1, depending on the condition of the laser beam that has reached the surface as scattered light, it is absorbed in the surface side portion and causes heat generation. When the amount of heat generation is large, the metal foil 12 of the inspection wafer The part where the scattered light of the laser beam reaches melts.

上記した手順により、改質層形成工程が完了した後、検査用ウエーハWをチャックテーブル37から取り出し、金属箔12が蒸着された面に生じた溶融箇所、すなわちダメージの発生を観察する(ダメージ検出工程)。   After the modified layer forming step is completed by the above-described procedure, the inspection wafer W is taken out from the chuck table 37, and a melted portion generated on the surface on which the metal foil 12 is deposited, that is, occurrence of damage is observed (damage detection). Process).

図5に示すように、レーザー加工を施した後の検査用ウエーハWの金属箔12が形成された面を観察することにより、上記レーザー加工によって生じた溶融ダメージD1、D2の発生を確認することができる。図5のB部拡大図に示すように、集光点の直下に透過した漏れ光により発生する溶融ダメージD1は、基本的に分割予定ラインに沿って生じるため、その大きさが、分割予定ラインの幅に収まっているか否かを判定する。もし、分割予定ラインよりも大きい溶融ダメージとなっていれば、それはデバイスの損傷を生じさせる恐れがあるということがいえる。なお、図5の検査用ウエーハの全体図では、分割予定ラインに沿って発生する溶融ダメージD1については省略している。   As shown in FIG. 5, by confirming the surface of the inspection wafer W on which the metal foil 12 is formed after the laser processing is performed, the occurrence of the melt damage D1 and D2 caused by the laser processing is confirmed. Can do. As shown in the enlarged view of part B of FIG. 5, the melt damage D1 generated by the leaked light transmitted directly below the condensing point basically occurs along the planned division line, and therefore the size thereof is the division planned line. It is determined whether or not it is within the range of. If the melt damage is larger than the line to be divided, it can be said that it may cause damage to the device. In the overall view of the inspection wafer shown in FIG. 5, the melting damage D1 that occurs along the planned division line is omitted.

また、改質層、又は改質層近傍のクラック等により反射して飛散した飛散光により発生されられた溶融ダメージD2は、実際の被加工物であるデバイスが形成された半導体ウエーハの分割予定ラインの領域を外れ、デバイスが配設される領域に生じる可能性が高い。すなわち、当該飛散光による溶融ダメージの発生が見られる場合は、その大きさに限らず、そのレーザー加工条件により加工した際に、デバイスの損傷が生じる恐れがあることを示していることになる。   Further, the melt damage D2 generated by the scattered light reflected and scattered by the modified layer or cracks in the vicinity of the modified layer is a line to be divided of the semiconductor wafer on which the device that is the actual workpiece is formed. Is likely to occur in the region where the device is disposed. That is, when the occurrence of melting damage due to the scattered light is observed, this indicates that there is a possibility that the device may be damaged when being processed not only according to the size but also under the laser processing conditions.

よって、上記したような検査用ウエーハを用いたレーザー加工を実行し、加工後の検査用ウエーハに生じた漏れ光による溶融ダメージの大きさ、発生頻度を観察することで、当該レーザー加工条件により実際の半導体ウエーハで加工した場合におけるデバイスの損傷の発生する恐れが高いのか否かを容易に予測することが可能となる。そして、当該検証結果に基づき、レーザー加工装置における加工条件、例えば、レーザー光線の波長、平均出力、繰り返し周波数、パルス幅、集光レンズの開口数(NA)、集光点の位置、相対的な加工送り速度、の少なくともいずれかの加工条件を調整して(加工条件調整工程)、調整されたレーザー加工条件により、再度検査用ウエーハを用いたレーザー加工を実行して検査用ウエーハに看過できない溶融ダメージを発生させずに、良好に個々のデバイスに分割可能な改質層を形成するレーザー加工条件を見出すことができる。   Therefore, by executing laser processing using the inspection wafer as described above, and observing the magnitude and frequency of melt damage due to leaked light generated on the inspection wafer after processing, the actual processing depends on the laser processing conditions. It is possible to easily predict whether or not there is a high possibility of damage to the device when processed with this semiconductor wafer. Based on the verification result, the processing conditions in the laser processing apparatus, such as the wavelength of the laser beam, the average output, the repetition frequency, the pulse width, the numerical aperture (NA) of the condensing lens, the position of the condensing point, and relative processing Melting damage that cannot be overlooked in the inspection wafer by performing laser processing using the inspection wafer again according to the adjusted laser processing conditions by adjusting at least one of the processing conditions of the feed rate (processing condition adjustment process) Thus, it is possible to find a laser processing condition for forming a modified layer that can be divided into individual devices without causing the occurrence of the problem.

上記した実施形態では、本発明の検査用ウエーハの金属箔12について、下地層11上の全面に形成した場合を提示したが、これに限らず、例えば、図2のA部拡大図として示す図3の(b)ドット状、(c)格子状、(d)短冊状、(e)縞模様状、等のような、規則的に金属箔が形成されない隙間を有するパターンを形成することができる。全面を金属箔とした場合は、漏れ光により表面側の温度が部分的に上昇しても周辺部に熱伝導されることにより、溶融ダメージが形成されにくい虞があるが、このような形態をとることにより、周辺部への熱伝導が抑制され局所的に溶融ダメージが形成されやすくなるという性質を有する。また、上記図3(a)のような全面に金属箔12を形成する領域、(b)〜(e)で示したパターンを形成する領域を、1枚の検査用ウエーハ上に適宜組み合わせて形成することも可能である。なお、図3(b)〜(e)のような金属箔のパターンを形成する手法としては、周知のフォトマスクとエッチングを組み合わせた方法により容易に実現することが可能である。   In the above-described embodiment, the case where the metal foil 12 of the inspection wafer according to the present invention is formed on the entire surface of the base layer 11 is presented. 3 (b) dot-like, (c) lattice-like, (d) strip-like, (e) striped-like, etc., a pattern having gaps where a metal foil is not regularly formed can be formed. . When the entire surface is made of metal foil, even if the temperature on the surface side partially rises due to leakage light, it may be difficult to form melt damage due to heat conduction to the peripheral part. As a result, heat conduction to the peripheral portion is suppressed, and melt damage is easily formed locally. Further, a region for forming the metal foil 12 on the entire surface as shown in FIG. 3A and a region for forming the patterns shown in FIGS. 3B to 3E are appropriately combined on one inspection wafer. It is also possible to do. In addition, as a method of forming a metal foil pattern as shown in FIGS. 3B to 3E, it can be easily realized by a method combining a well-known photomask and etching.

また、上記したように、検査用ウエーハWの金属箔12における熱伝導状態により溶融ダメージの形成条件が変化することから、金属箔12の厚みが薄いほど溶融ダメージが形成されやすく、厚いほど溶融ダメージが形成されにくくなる。よって、想定する半導体ウエーハに応じた検査用ウエーハに求められる条件(デバイスにおける許容限界温度)によって、金属箔12の材質を考慮しながら、金属箔12の厚さを選定すればよい。   In addition, as described above, the melt damage formation conditions vary depending on the heat conduction state of the metal foil 12 of the inspection wafer W. Therefore, the thinner the metal foil 12, the easier the melt damage is formed, and the thicker the melt damage. Is difficult to form. Therefore, the thickness of the metal foil 12 may be selected in consideration of the material of the metal foil 12 according to the conditions (allowable limit temperature in the device) required for the inspection wafer corresponding to the assumed semiconductor wafer.

さらに、本発明の検査用ウエーハの金属箔12の表面に対し、酸化防止膜を形成することができる。酸化防止膜としては、SiO、TiO、Ta、PET等が挙げられる。当該酸化防止膜が付与されることにより、検査用ウエーハが制作されてから長期間経過することがあっても、積層された金属箔12の無用な酸化を防止することができる。 Furthermore, an antioxidant film can be formed on the surface of the metal foil 12 of the inspection wafer of the present invention. As the antioxidant film, SiO 2, TiO 2, Ta 2 O 5, PET , and the like. By providing the antioxidant film, useless oxidation of the laminated metal foil 12 can be prevented even if a long period of time has passed since the inspection wafer was produced.

1:レーザー加工装置
2:静止基台
3:保持テーブル機構
4:レーザー光線照射ユニット
5:レーザー光線照射手段
6:撮像手段
10:検査用基板
11:下地層
12:金属箔
34:保持テーブル
35:X軸方向移動手段(加工送り手段)
36:Y軸方向移動手段(割り出し送り手段)
37:チャックテーブル
W:検査用ウエーハ
1: Laser processing device 2: Stationary base 3: Holding table mechanism 4: Laser beam irradiation unit 5: Laser beam irradiation unit 6: Imaging unit 10: Substrate for inspection 11: Underlayer 12: Metal foil 34: Holding table 35: X axis Direction moving means (processing feed means)
36: Y-axis direction moving means (index feed means)
37: Chuck table W: Wafer for inspection

Claims (8)

複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された表面に形成されたウエーハの裏面から該ウエーハを構成する基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射して該基板の分割予定ラインに沿った内部に改質層を形成するレーザー加工装置の、該レーザー光線の漏れ光による影響を検査するための検査用ウエーハであって、
検査用基板の表面側に金属箔が積層された検査用ウエーハ。
A plurality of devices are irradiated with a laser beam having a wavelength that is transmissive to the substrate constituting the wafer from the back surface of the wafer formed on the surface partitioned by the division line, and the inside of the substrate along the division line An inspection wafer for inspecting the influence of the leakage light of the laser beam of the laser processing apparatus for forming a modified layer on the substrate,
An inspection wafer in which a metal foil is laminated on the surface side of an inspection substrate.
該検査用基板の表面には、Ti、またはCrからなる下地層を積層し、該下地層に重ねて、Al、Sn、Pt、Au、Ag、In、Pb、Cuのうちいずれかの金属箔が積層される請求項1に記載の検査用ウエーハ。   A base layer made of Ti or Cr is laminated on the surface of the inspection substrate, and a metal foil of any one of Al, Sn, Pt, Au, Ag, In, Pb, and Cu is stacked on the base layer. The inspection wafer according to claim 1, wherein: 該検査用基板は、Si、SiC、Al、GaNのいずれかで形成される請求項1又は2に記載の検査用ウエーハ。 The inspection wafer according to claim 1, wherein the inspection substrate is formed of any one of Si, SiC, Al 2 O 3 , and GaN. 該検査用基板の表面側に積層される金属箔は、ドット状、格子状、短冊状、縞模様状、あるいは全面に形成されるいずれかの形態を含む請求項1ないし3のいずれかに記載の検査用ウエーハ。   The metal foil laminated | stacked on the surface side of this board | substrate for a test | inspection contains any form formed in dot shape, a grid | lattice shape, a strip shape, stripe pattern shape, or the whole surface. Inspection wafer. 該金属箔の表面に酸化防止膜が被覆される請求項1ないし4のいずれかに記載の検査用ウエーハ。   The inspection wafer according to claim 1, wherein the surface of the metal foil is coated with an antioxidant film. 該酸化防止膜は、SiO、TiO、Ta、PET、のいずれかで形成される請求項5に記載の検査用ウエーハ。 The inspection wafer according to claim 5, wherein the antioxidant film is formed of any one of SiO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , and PET. 請求項1ないし6のいずれかに記載された検査用ウエーハの使用方法であって、
該検査用ウエーハの裏面から該検査用基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該検査用基板の内部に位置付けて照射して改質層を形成する改質層形成工程と、
改質層が形成された該検査用ウエーハの表面を観察し、金属箔のダメージを検出するダメージ検出工程と、を少なくとも含む、検査用ウエーハの使用方法。
A method of using the inspection wafer according to any one of claims 1 to 6,
A modified layer forming step of forming a modified layer by irradiating a condensing point of a laser beam having a wavelength transmissive to the inspection substrate from the back surface of the inspection wafer and irradiating the condensing point inside the inspection substrate; ,
A method for using the inspection wafer, comprising at least a damage detection step of observing the surface of the inspection wafer on which the modified layer is formed and detecting damage to the metal foil.
レーザー光線の波長、平均出力、繰り返し周波数、パルス幅、集光レンズの開口数、集光点の位置、相対的な加工送り速度、の少なくともいずれかの加工条件を調整する加工条件調整工程が含まれる、請求項7に記載された検査用ウエーハの使用方法。   A processing condition adjustment step for adjusting at least one of the processing conditions of the wavelength of the laser beam, the average output, the repetition frequency, the pulse width, the numerical aperture of the condensing lens, the position of the condensing point, and the relative processing feed rate is included. A method of using the inspection wafer according to claim 7.
JP2015157185A 2015-08-07 2015-08-07 Inspecting wafer, and method for using inspecting wafer Pending JP2017037912A (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015157185A JP2017037912A (en) 2015-08-07 2015-08-07 Inspecting wafer, and method for using inspecting wafer
TW105121237A TW201714696A (en) 2015-08-07 2016-07-05 Test wafer and using method therefor
SG10201605928TA SG10201605928TA (en) 2015-08-07 2016-07-19 Test wafer and using method therefor
KR1020160095542A KR20170017728A (en) 2015-08-07 2016-07-27 Wafer for inspection, and method of using wafer for inspection
US15/220,886 US10249547B2 (en) 2015-08-07 2016-07-27 Method for using a test wafer by forming modified layer using a laser beam and observing damage after forming modified layer
CN201610635971.2A CN106449597A (en) 2015-08-07 2016-08-05 Test wafer and using method therefor
DE102016214566.5A DE102016214566A1 (en) 2015-08-07 2016-08-05 TESTER WAFER AND USE METHOD THEREFOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015157185A JP2017037912A (en) 2015-08-07 2015-08-07 Inspecting wafer, and method for using inspecting wafer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017037912A true JP2017037912A (en) 2017-02-16

Family

ID=57853413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015157185A Pending JP2017037912A (en) 2015-08-07 2015-08-07 Inspecting wafer, and method for using inspecting wafer

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10249547B2 (en)
JP (1) JP2017037912A (en)
KR (1) KR20170017728A (en)
CN (1) CN106449597A (en)
DE (1) DE102016214566A1 (en)
SG (1) SG10201605928TA (en)
TW (1) TW201714696A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019039679A (en) * 2017-08-22 2019-03-14 株式会社ディスコ Wafer for examination and examination method of energy distribution
KR20200099075A (en) 2019-02-13 2020-08-21 가부시기가이샤 디스코 Verification method
JP2020136442A (en) * 2019-02-18 2020-08-31 東京エレクトロン株式会社 Laser processing device setting method, laser processing method, laser processing device, thinning system, and substrate processing method
JP2020136468A (en) * 2019-02-19 2020-08-31 株式会社東京精密 Work-piece inspection method, apparatus, and work-piece processing method
JP2020157335A (en) * 2019-03-26 2020-10-01 株式会社ディスコ Inspection base board and inspection method
JP7465425B2 (en) 2020-07-14 2024-04-11 株式会社東京精密 Inspection method and apparatus for inspection wafer, and inspection wafer

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017117257A1 (en) * 2015-12-28 2017-07-06 Celadon Systems, Inc. Modular rail systems, rail systems, mechanisms, and equipment for devices under test
CN107335910B (en) * 2017-07-18 2023-05-16 深圳市新迪精密科技有限公司 Arm type laser machine
JP7112204B2 (en) * 2018-02-07 2022-08-03 株式会社ディスコ Nondestructive detection method
JP7256604B2 (en) * 2018-03-16 2023-04-12 株式会社ディスコ Nondestructive detection method
KR102637162B1 (en) * 2018-06-12 2024-02-16 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing method, reforming device and substrate processing system
CN111659989A (en) * 2020-05-25 2020-09-15 中山大学 Method for preparing titanium steel composite plate through cladding

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02101583A (en) * 1988-10-11 1990-04-13 Hitachi Ltd Pattern inspection method for semiconductor device
JP2006068816A (en) * 2004-08-06 2006-03-16 Hamamatsu Photonics Kk Laser machining method and semiconductor device
JP2010192867A (en) * 2009-01-20 2010-09-02 Renesas Electronics Corp Semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device manufacturing method
JP2012059989A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Disco Abrasive Syst Ltd Dividing method
JP2013128088A (en) * 2011-11-18 2013-06-27 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method and laser processing device
JP2014033116A (en) * 2012-08-03 2014-02-20 Disco Abrasive Syst Ltd Processing method of wafer

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3408805B2 (en) 2000-09-13 2003-05-19 浜松ホトニクス株式会社 Cutting origin region forming method and workpiece cutting method
JP2005177763A (en) * 2003-12-16 2005-07-07 Disco Abrasive Syst Ltd Verifying apparatus for affected layer machined by laser beam
DE102009050711A1 (en) * 2009-10-26 2011-05-05 Schott Ag Method and device for detecting cracks in semiconductor substrates
CN102648405B (en) * 2009-11-20 2015-04-15 独立行政法人产业技术综合研究所 Method and device of examining defects, wafer and semiconductor element
JP5370262B2 (en) * 2010-05-18 2013-12-18 豊田合成株式会社 Semiconductor light emitting chip and substrate processing method
JP5766530B2 (en) * 2011-07-13 2015-08-19 株式会社ディスコ Processing method of optical device wafer
WO2013126927A2 (en) * 2012-02-26 2013-08-29 Solexel, Inc. Systems and methods for laser splitting and device layer transfer
KR101597749B1 (en) * 2012-07-27 2016-02-25 미쓰이금속광업주식회사 Metal foil and electronic device
JP6062315B2 (en) * 2013-04-24 2017-01-18 株式会社ディスコ Wafer processing method
JP6246561B2 (en) 2013-11-01 2017-12-13 株式会社ディスコ Laser processing method and laser processing apparatus
US9291576B2 (en) * 2014-07-11 2016-03-22 Intel Corporation Detection of defect in die

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02101583A (en) * 1988-10-11 1990-04-13 Hitachi Ltd Pattern inspection method for semiconductor device
JP2006068816A (en) * 2004-08-06 2006-03-16 Hamamatsu Photonics Kk Laser machining method and semiconductor device
JP2010192867A (en) * 2009-01-20 2010-09-02 Renesas Electronics Corp Semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device manufacturing method
JP2012059989A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Disco Abrasive Syst Ltd Dividing method
JP2013128088A (en) * 2011-11-18 2013-06-27 Hamamatsu Photonics Kk Laser processing method and laser processing device
JP2014033116A (en) * 2012-08-03 2014-02-20 Disco Abrasive Syst Ltd Processing method of wafer

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019039679A (en) * 2017-08-22 2019-03-14 株式会社ディスコ Wafer for examination and examination method of energy distribution
KR20200099075A (en) 2019-02-13 2020-08-21 가부시기가이샤 디스코 Verification method
JP2020136662A (en) * 2019-02-13 2020-08-31 株式会社ディスコ Confirmation method
JP7417411B2 (en) 2019-02-13 2024-01-18 株式会社ディスコ Confirmation method
JP2020136442A (en) * 2019-02-18 2020-08-31 東京エレクトロン株式会社 Laser processing device setting method, laser processing method, laser processing device, thinning system, and substrate processing method
JP7221076B2 (en) 2019-02-18 2023-02-13 東京エレクトロン株式会社 LASER PROCESSING APPARATUS SETTING METHOD, LASER PROCESSING METHOD, LASER PROCESSING APPARATUS, THINNING SYSTEM, AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD
JP2020136468A (en) * 2019-02-19 2020-08-31 株式会社東京精密 Work-piece inspection method, apparatus, and work-piece processing method
JP7219400B2 (en) 2019-02-19 2023-02-08 株式会社東京精密 WORK INSPECTION METHOD AND APPARATUS AND WORK MACHINING METHOD
JP2020157335A (en) * 2019-03-26 2020-10-01 株式会社ディスコ Inspection base board and inspection method
JP7289592B2 (en) 2019-03-26 2023-06-12 株式会社ディスコ Inspection board and inspection method
JP7465425B2 (en) 2020-07-14 2024-04-11 株式会社東京精密 Inspection method and apparatus for inspection wafer, and inspection wafer

Also Published As

Publication number Publication date
US10249547B2 (en) 2019-04-02
CN106449597A (en) 2017-02-22
SG10201605928TA (en) 2017-03-30
DE102016214566A1 (en) 2017-02-09
KR20170017728A (en) 2017-02-15
US20170040235A1 (en) 2017-02-09
TW201714696A (en) 2017-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017037912A (en) Inspecting wafer, and method for using inspecting wafer
KR102623538B1 (en) Laser processing apparatus, methods and related arrangements for laser processing workpieces
KR101975607B1 (en) Laser machining apparatus
JP4752488B2 (en) Laser internal scribing method
US20120111840A1 (en) Laser processing apparatus
TWI660802B (en) Laser processing device
US20180272473A1 (en) System And Method For Additively Manufacturing By Laser Melting Of A Powder Bed
JP6071775B2 (en) Wafer processing method
TWI729205B (en) Inspection wafer and how to use inspection wafer
KR102231739B1 (en) Method of inspecting laser beam
JP2021526973A (en) Laser machining equipment, how to operate it, and how to machine workpieces with it
JP2012240114A (en) Laser beam machining apparatus
JP2017204574A (en) Processing method and laser processing apparatus of sapphire wafer
JP2013043198A (en) Hole forming method and laser beam processing apparatus
US9149886B2 (en) Modified layer forming method
TWI386269B (en) Laser processing method and laser processor
JP5495869B2 (en) How to check laser processing groove
JP2013081951A (en) Glass substrate ablation method
TW201913770A (en) Wafer for examination and examination method of energy distribution
JP6101569B2 (en) Laser processing equipment
JP2011049454A (en) Laser processing method of wafer
JP6535478B2 (en) Method for pretreatment of work by laser light and laser processing machine
JP2005103587A (en) Laser beam machining device
JP2014183152A (en) Via hole formation method and desmear device
JP2009076484A (en) Laser dicing apparatus and method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180620

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190423

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20191029